Eismas

2021.09.19 11:55

Aštri elektromobilių dinamika: kodėl jie yra pranašesni už automobilius su vidaus degimo varikliais

LRT.lt2021.09.19 11:55

Pasaulio automobilių gamintojų žvilgsniams ir pajėgumui vis labiau krypstat į elektromobilius pastebima, kad, palyginti su vidaus degimo varikliais, elektrinės pavaros turi daugiau privalumų nei tik ekologiją. Vienas iš jų, maloniai stebinančių vairuotojus, yra dinaminės elektromobilių galimybės. Kodėl jie įsibėgėja greičiau bei sklandžiau ir ką tai suteikia vairuotojams, skelbiama pranešime žiniasklaidai.

Mažiau sudėtingų mechanizmų

Kad suprastume, kodėl elektromobiliai yra dinamiškesni nei automobiliai su vidaus degimo varikliais, pirmiausia svarbu žinoti, kaip veikia elektros variklis.

„Elektros variklio duomenys yra kitokie nei vidaus degimo variklių. Dėl techninių savybių didelę sukimosi jėgą elektros variklis, kitaip nei vidaus degimo, generuoja jau esant labai mažiems sūkiams. Galima sakyti, kai jis gauna energiją, iš karto sukuria maksimalų sukimo momentą“, – esminį skirtumą įvardija Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VILNIUS TECH) docentas Vidas Žuraulis.

Mokslininkas priduria, kad svarbu ir tai, kaip variklio jėga perduodama varantiesiems ratams. Šiuo požiūriu elektromobiliai iš esmės pranašesni.

„Automobilių fizika tokia, kad daugiausia jėgos reikia pajudėti iš vietos ir maksimaliam greičiui. Dėl to įprastame automobilyje yra pavarų dėžės su įvairaus dydžio krumpliaračių poromis. O elektros varikliui to nereikia. Taip, galiai perduoti reikia diferencialų, bet pati pavarų dėžė – labai paprasta, pagrindinė jos funkcija yra keisti važiavimo kryptį pirmyn arba atgal. Kadangi nėra sudėtingų krumpliaračių, ji – efektyvesnė, nes patiriama mažiau energijos nuostolių, o tai, be abejonės, gerina dinamines savybes“, – paaiškina V. Žuraulis.

Jis atkreipia dėmesį į dar vieną įprastai veikiančios elektromobilio pavarų dėžės privalumą. Pavyzdžiui, naujausios ir moderniausios septynių, aštuonių ar net devynių pakopų automatinės pavarų dėžės pavaras perjungia per dešimtąsias sekundės dalis, tačiau elektromobiliui to daryti nereikia, todėl tolygiai įsibėgėja.

Kad būtų aiškiau, palyginkime du skirtingų transmisijų automobilius. Pavyzdžiui, 3 l darbinio tūrio šešių cilindrų benzininį variklį ir aštuonių laipsnių automatinę pavarų dėžę turintis sportinis sedanas BMW M3 nuo 0 iki 100 km/val. įsibėgėja per daugiau nei keturias sekundes, o galingiausia naujojo elektrinio kompaktinio šeimos visureigio „Kia EV6 GT“ versija – vos per 3,5 sekundės.

Suderintos skirtingos savybės

Elektrinė pavara išryškina dar vieną privalumą, kurį iki šiol ribojo konstrukcinės vidaus degimo variklio savybės. Kaip pabrėžia V. Žuraulis, elektros varikliai labai lengvai pasiekia didelę galią ir sukimo momentą, bet dėl to neaukojama erdvė.

Tai reiškia, kad net ir maži elektromobiliai, pavyzdžiui, „Volkswagen e-UP!“ ar kiek didesnis „Kia Soul EV“, gali važiuoti labai dinamiškai. Norint panašaus rezultato vidaus degimo varikliu, reikia didinti arba darbinį tūrį (taigi ir patį variklį, kuris užims daugiau vietos), arba dėti sudėtingas priverstinio oro įpūtimo sistemas: turbinas arba kompresorius.

„Įprasti elektromobiliai sureguliuoti taip, kad neturėtų perteklinės galios ir efektyviai naudotų energiją. Ieškoma dinamikos ir nuvažiuojamo atstumo balanso. Teoriškai net ir ekonominės klasės elektromobiliai gali važiuoti labai greitai, o vairuotojas jaustis, lyg vairuotų traukos lenktynėms skirtą automobilį. Technologiškai nebūtų brangu ar sudėtinga. Net ir montuojant galios atžvilgiu ganėtinai rezervuotą variklį, mažas elektromobilis gali važiuoti labai dinamiškai“, – teigia docentas.

Be to, dėl ypač greitos akceleracijos bei valdymo gamintojai dažnai aukoja praktiškumą, todėl sportiniai automobiliai su vidaus degimo varikliais dažniausiai gali važiuoti greitai, bet ne komfortiškai. Elektriniai modeliai kaip „Tesla Model S“ ar „Kia EV6 GT“ įrodo, kad net ir praktiški šeimos automobiliai gali būti ypač greiti ir dinamiški.

„Reikėtų įvertinti, kad elektromobilis „Tesla Model S“ kurtas kiek kitaip, nes nevaržė nusistovėjusios kryptys ar tendencijos, tiesiog kūrėjai sujungė skirtingų automobilių koncepcijas. Elektros varikliai suteikia galimybę gerokai lengviau brėžti naują dizaino liniją ir savybes, kurios leidžia varžytis su įspūdingos išvaizdos ir parametrų sportiniais automobiliais“, – paaiškina V. Žuraulis.

Įkvepianti filosofija

Ji įkvėpė ir kitus automobilių gamintojus į elektromobilių kūrimą pažiūrėti kiek kitaip. Prieš kelerius metus elektra varomi automobiliai kurti pritaikant vidaus degimo varikliu varomą modelį, dabar naudojamos specialiai elektromobiliams sukurtos platformos, kurios leidžia neaukojant praktiškumo išnaudoti elektrinės pavaros dinamikos privalumus.

Savo elektromobilių platformas turi „Volkswagen“, „Ford“, „Renault-Nissan“, „Mercedes-Benz“, BMW ar pažangias technologijas į elektra varomus automobilius diegiantys „Kia“ ir „Hyundai“.

Grįžtant prie elektromobilių dinamikos svarbu paminėti ir varančiuosius ratus. Dėl geresnio įsibėgėjimo ir sukibimo rasti skirtingi sprendimai.

„Jei varantys yra priekiniai ratai, sudėtingiausia pasiekti gerą įsibėgėjimą ir trauką. Geriausia, kai galia perduodama į galinius ratus, tada jie labiau apkraunami, didesnė prispaudimo jėga ir geriau išnaudojamas sukibimas. Prie galinių sportiškesnių elektromobilių ratų montuojami du mažesni varikliai, nes iš dviejų vidutinio dydžio elektros variklių galima išgauti daugiau naudos nei iš vieno didelio, kadangi kiekvienas atskiras leidžia išlošti didesnių traukos parametrų. Kai varomi visi ratai, išnaudojama dar daugiau potencialo, nes automobilis kontaktuoja visais ratais su danga. Tačiau tai nereiškia, kad trauka padidės dvigubai, bet galima pasiekti apie 30 proc. geresnių rezultatų“, – apžvelgia V. Žuraulis.

Dėl kompaktiškumo ir efektyvumo daugelyje greičiausių elektromobilių yra būtent visų varančiųjų ratų sistemos. Pavyzdžiui, greičiausia ir galingiausia „Porsche Taycan Turbo S“ versija, nuo 0 iki 100 km/val. įsibėgėjanti per mažiau nei tris sekundes, turi po variklį priekyje ir gale, taip sukuriama efektyvi visų varančiųjų ratų pavara. Net ir gerokai pigesnis į šeimų poreikius orientuotas „Kia EV6 GT“ taip pat turi dviejų elektros variklių ir visų varančiųjų ratų pavarą, kuri užtikrina įspūdingą dinamiką ir sukibimą.

Tai atveria naujų galimybių ir įrodo, kad elektromobiliai turi milžinišką dinamikos potencialą, o gamintojai gali sėkmingai ieškoti naujų automobilių formų derinių.

Mums svarbus tikslumas ir sklandi tekstų kalba. Jei pastebėjote klaidų, praneškite portalas@lrt.lt